二、概述
2.1 城市轨道交通车辆制动方式按动能的转移方式 可以分为两类:
一、摩擦制动方式，即动能通过摩擦转变为热能，然后消散 于大气中。城市轨道交通采用的摩擦制动即空气制动，是以 压缩空气为动力源，通过闸瓦与车轮踏面摩擦而产生制动力; 二、动力制动方式，即把动能通过发电机转化为电能，然 后将电能从车上转移出去，动力制动也就是电制动，包括 电阻制动和再生制动。电阻制动的原理是将车辆的动能转 化为电能，再用电阻作负载将电能消耗掉。
智能交通车辆调研报告
-----轨道车辆制动装置、再生制动能量利用
一、引言
• 随着我国城市化进程的加快，城市交通拥堵、事 故频繁、环境污染等交通问题日益成为城市发展 的难题。城市轨道交通以其大运量、高速准时、 节省空间及能源等特点，已逐渐成为我国城市交 通发展的主流。 列车重要组成部分之一的制动装 置，其作用是使列车减速，以致在规定的距离内 使列车停车，保证列车行车安全和提高铁路通过 能力。
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2013-8-19
2.2 空气制动是通过机械磨擦产生制动力，它加大了车辆的维 修工作量、增加了运营成本，并且压缩空气的释放将产生大量 粉尘，造成环境污染，电阻制动产生大量热量，使地铁隧道内 的温度升高，增加了站内空调通风装置的负担，并使城市轨道 交通的建设费用和运行费用增加。因此，城市轨道交通车辆制 动优先采用再生制动。 再生制动是利用机电能量转换原理将动能转换掉，只是将制 动中产生的电能反馈到直流供电电网中去加以利用，因此再生 制动能够节约电能。
2.3.2飞轮储能
飞轮储能系统是指利用再生制动时，电动机带动飞轮高 速旋转，将电能转化成动能储存起来，在需要的时候再用 飞轮带动发电机发电的储能方式。在储存能量时，飞轮的 速度被加快，而释放能量时，飞轮的速度被减少。飞轮储 能系统如图所示，通过DC/AC变频器与牵引供电系统连接。
飞轮工作时损耗相对较大，能量不能长时间储存，因此 与电池储能相比，飞轮储能更适合在短时间大功率场合 使用。 2002年在香港有缆电车系统中试用，据测量可以节约 电能11%-18%。
2.3 再生制动能量的吸收：
再生制动能量的吸收主要分为耗散式、能馈式和储能式三种。 目前储能式具有其他两个不具有的优点而得到了广泛关注和 研究。 优点：1 采用储能器吸收多余的再生制动能量，可以抑制直 流电网电压的升高 2 储存的能量在跌幅过大，同时吸收的能量得到 了有效利用。 3 在供电系统断电时，储能系统还可以提供能源备份，支撑 系统应急运行一段时间。 可用于吸收再生制动能量的储能技术主要有:电池储能、飞轮 轮储能、超导储能和超级电容储能等。
2.3.3超导磁储能
超导磁储能采用超导材料制成线圈，利用其低损耗储存 磁场能量，通过电力电子变流器与电力系统连接，构成既 能快速储存能量又能快速释放能量的快速响应器件。
与其它储能系统相比，由于超导储能储存的是电磁能， 没有转化为其它能量，因此不需要能量转换过程，并且 理论上可长期无损耗储存能量，其储存和释放过程中效 率可达95%以上。超导储能启动通过电力电子变换器与 电网和负载相连，响应速度只受变换器限制，可以快速 释放能量。另外，超导储能装置调节容易，维护方便， 并且无污染，是比较理想的储能装置，最适合短时大功 率应用场合。
2.3.4超级电容储能
采用超级电容吸收再生制动能量的城市轨道牵引供电系统如图 所示。电容器的充放电不需要能量转换，直接以电势能的形式 储存。
采用超级电容储能除了可以快速吸收再生制动能量， 降低轨道交通系统的能耗，改善直流电网供电质量还可以 持续提供一定时问的能量，从而使轨道交通车辆在缺少电 网供电的情况下，能够应急运行到站台。 西门了基于超级电容的储能器已成功用于750V和600V 直流供电的地铁和轻轨系统，但对于1500V供电的城市轨 道交通系统，目前还没有成熟产品。
2.3.1电池储能
电池的能量密度比较高，可以在没有供电的情况下给车辆 提供电源备份，除了可以吸收再生制动能量以外，还可以让 车辆顺利通过不利于架设供电缆线的地段。 但由于化学电池有限的充放电循环寿命，在轨道交通这样 频繁启制动的应用场合，基于电池的储能系统的使用寿命不 够长，另外大量使用电池对环境造成污染，因此电池储能系 统的使用受到很多限制。